(57)【要約】【課題】一部の配置変更によりスプリアスを抑制したスイッチング電源回路を提供する。【解決手段】電源としてのバッテリーが接続されるバッテリー端子を備え、コンデンサＣ１とコイルＬ１を有するフィルタＦ１を介してバッテリーからの出力を受けるスイッチング電源回路において、コンデンサＣ１およびコイルＬ１と残余のスイッチング電源回路ＰＷａとを位置的に分離し、コンデンサＣ１およびコイルＬ１をバッテリー端子位置に接近して配置し、バッテリー＋端子とバッテリー−端子とにコンデンサＣ１を電気的に接続し、バッテリー＋端子にコイルＬ１の一方の端子を電気的に接続し、コイルＬ１の他方の端子に電気的に接続された配線ラインＡとコイルＬ１とを介してバッテリー＋端子とフィルタＦ１の残余の部分とを電気的に接続し、スイッチング電源回路ＰＷａにおけるグランドを配線ラインＡに平行させた配線ラインＢによりバッテリー−端子に電気的に接続する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源としてのバッテリーが接続されるバッテリー端子を備え、入力コンデンサとコイルを有するフィルタを介して前記バッテリーからの出力を受けるスイッチング電源回路において、前記入力コンデンサおよび前記コイルと残余のスイッチング電源回路の部分とを位置的に分離し、前記入力コンデンサおよびコイルを前記バッテリー端子位置に接近して配置し、バッテリー＋端子とバッテリー−端子とに前記入力コンデンサを電気的に接続し、前記バッテリー＋端子にコイルの一方の端子を電気的に接続し、前記コイルの他方の端子に電気的に接続された第１の配線ラインと前記コイルとを介して前記バッテリー＋端子とフィルタの残余の部分とを電気的に接続し、前記スイッチング電源回路の残余の部分におけるグランドを第１の配線ラインに平行に設けた第２の配線ラインによりバッテリー−端子に電気的に接続するようにしたことを特徴とするスイッチング電源回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＶＣＯやＰＬＬ回路を備えた電子機器に使用してスプリアスの発生を抑制したスイッチング電源回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
チューナなどの妨害を受け易い主たる第１の負荷回路に電力を供給する主電源回路と第１の負荷回路を制御するために用いるコンピュータなどの妨害を受けにくい第２の負荷回路に電力を供給するスイッチング電源回路とを備えて、第１の負荷回路の動作中はスイッチング電源回路を動作停止中に制御すると共に、主電源回路を動作状態に制御して第２の負荷回路に主電源回路から電力を供給し、第１の負荷回路が動作停止中では主電源回路を動作停止状態に制御すると共に、スイッチング電源回路を動作状態にして第２の負荷回路にスイッチング電源回路から電力を供給するように制御することによって、第１の負荷回路の動作中にはスイッチング電源回路を動作させず，スイッチング電源回路からのノイズ発生を阻止した電源制御回路が知られている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−２８７３８５号公報
【０００３】
しかし、上記の電源回路によるときは主電源回路とスイッチング電源回路の２種類の電源を必要とし、この２種類の電源回路のために装置が大型化するという問題がある他、電源回路の使用効率が悪いという問題点もあって、無線通信機などへの使用には不向きであった。
【０００４】
一方、ＤＣ／ＤＣなどのスイッチング電源回路ＰＷは、例えば図３に示す如く、バッテリー端子からの入力ラインにコイルＬ１とコンデンサＣ１およびＣ２からなるフィルタＦ１を接続し、フィルタＦ１からの出力をＤＣ／ＤＣ制御集積回路ＩＣ１によってオンオフ制御されるスイッチングトランジスタＱ１にてスイッチングし、スイッチング出力をダイオードＤ１とコイルＬ２とコンデンサＣ３からなる平滑回路Ｓ１を介して出力するように構成されている。
【０００５】
また、図３に示すスイッチング電源回路ＰＷでは、フィルタＦ１を設けてスイッチングノイズが入力ラインに影響しないように構成している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、ＶＣＯやＰＬＬ回路を使用したＰＬＬ周波数シンセサイザを備えた電子機器、例えば、無線通信機の場合の例では図４（ａ）に示す如く、無線通信機を構成する受信ブロック１、送信ブロック２、ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）３、ＶＣＴＣＸＯ（温度補償水晶発振器）とＰＬＬ回路と逓倍器とループフィルタとＶＣＯとからなるＰＬＬ周波数シンセサイザ４を備えた無線通信機においては、スイッチング電源回路ＰＷは、平面的に図４（ａ）に示す如くに配置される。図４（ａ）において網点部はグランドを示し、符号５はアンテナを示している。
【０００７】
さらに、スイッチング電源回路ＰＷ内の平面的配置は図４（ｂ）に示す如くであって、受信ブロック１とＰＬＬ周波数シンセサイザ４との間を通した配線によってフィルタＦ１の一部を構成するコンデンサＣ１およびコイルＬ１がバッテリー＋端子と電気的に接続されて、コイルＬ１がＶＣＯ、ＰＬＬ回路の近くに配置されることが普通であり、この場合スイッチング電源回路ＰＷの負荷変動がＶＣＯ出力のスプリアスとして現れる。
【０００８】
スイッチング電源回路ＰＷのスイッチング周波数などの高い周波数の場合は、スイッチング電源回路ＰＷに磁気シールドを施すことによってノイズ対策が可能となるが、負荷変動の周期が数１０ｋＨｚ以下の場合，シールドの厚さを増したり、シールドの材質を低周波でのシールド効果の高いものに変更したりしても、磁気シールドでスイッチングノイズ対策するのは難しいという問題点がある。
【０００９】
その一例を示せば、スイッチング電源回路ＰＷの負荷であるＤＳＰ３における信号処理が集中しているときと、さほど集中していないときとが２．４ｋＨｚ周期で繰り返される場合、スイッチング電源回路ＰＷの負荷電流波形は図６に示す如く５５．６ｍＡの場合と３４．０ｍＡの場合とが２，４ｋＨｚの周期で繰り返され、そのときのスイッチング電源回路ＰＷの出力電圧波形は図６に示す如くである。この状態を負荷変動２．４ｋＨｚの場合とも記す。このときにおいてＶＣＯ回路の出力に図５に示す如くセンター周波数から２．４ｋＨｚ離れた周波数位置にレベル−５０，４６ｄＢのＡを付して示したように、スプリアスが生ずる。
【００１０】
これらの問題点を解消するために、ＶＣＯ、ＰＬＬ回路の近くにスイッチング電源回路ＰＷを配置しないように平面的配置を変更すると、各ブロックを配置するうえで制限が生じたり、スペースを確保するために変更しなくても良い場所を変更したりする必要が生ずるという問題点がある。
【００１１】
本発明は、全体の平面的配置を実質的に変更せず、一部の配置変更によってスプリアスを抑制したスイッチング電源回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明にかかるスイッチング電源回路は、電源としてのバッテリーが接続されるバッテリー端子を備え、入力コンデンサとコイルを有するフィルタを介して前記バッテリーからの出力を受けるスイッチング電源回路において、前記入力コンデンサおよび前記コイルと残余のスイッチング電源回路の部分とを位置的に分離し、前記入力コンデンサおよびコイルを前記バッテリー端子位置に接近して配置し、バッテリー＋端子とバッテリー−端子とに前記入力コンデンサを電気的に接続し、前記バッテリー＋端子にコイルの一方の端子を電気的に接続し、前記コイルの他方の端子に電気的に接続された第１の配線ラインと前記コイルとを介して前記バッテリー＋端子とフィルタの残余の部分とを電気的に接続し、前記スイッチング電源回路の残余の部分におけるグランドを第１の配線ラインに平行に設けた第２の配線ラインによりバッテリー−端子に電気的に接続するようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明にかかるスイッチング電源回路によれば、フィルタの一部を構成する入力コンデンサおよびコイルと残余のスイッチング電源回路の部分とが位置的に分離され、入力コンデンサおよびコイルがバッテリー端子位置に接近して配置される。さらに、バッテリー＋端子とバッテリー−端子とに入力コンデンサが電気的に接続され、バッテリー＋端子にコイルの一方の端子が電気的に接続され、コイルの他方の端子に電気的に接続された第１の配線ラインと前記コイルとを介してバッテリー＋端子とフィルタの残余の部分とが電気的に接続され、スイッチング電源回路の残余の部分におけるグランドが第１の配線ラインに平行に設けた第２の配線ラインによりバッテリー−端子に電気的に接続される。
【００１４】
したがって、コイルＬ１とスイッチングトランジスタＱ１までの距離は長くなって、その間でのスイッチングノイズや負荷変動がスプリアスとなってしまう可能性がある。しかしながら、第１の配線ラインと第２の配線ラインのループで発生する磁束変化による影響よりもコイルで発生する磁束変化による影響の方が大きく、スイッチング電源回路の残余の部分をスイッチングノイズの影響を受けやすい部分の近くに設けても、コイルとスイッチング電源回路の残余の部分との間の距離が遠ざかっているために、スプリアスを抑制することができる。特に除去の難しかった低周波の負荷変動に対して有効となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明にかかるスイッチング電源回路を実施の一形態によって説明する。
【００１６】
図１は本発明の実施の一形態にかかるスイッチング電源回路ＰＷａを図４（ａ）に示す無線通信機に実装した場合の平面的配置を示す模式図である。
【００１７】
本発明の実施の一形態にかかるスイッチング電源回路は、電気的には図３に示すスイッチング電源回路ＰＷと同一構成である。図１（ａ）および図１（ｂ）において図４（ａ）および図４（ｂ）と同一構成要素には同一の符号を付して示してある。バッテリー＋端子およびバッテリー−端子にはスイッチング電源回路の電源としてのバッテリーが接続される。
【００１８】
一方、本発明の実施の一形態にかかるスイッチング電源回路では、スイッチング電源回路ＰＷを、フィルタＦ１の一部を構成する入力コンデンサＣ１およびコイルＬ１と、入力コンデンサＣ１およびコイルＬ１とを除いた残余のスイッチング電源回路の部分ＰＷａ（スイッチング電源回路ＰＷａとも記す）とに分割して位置的に分離し、入力コンデンサＣ１とコイルＬ１はバッテリー端子に接近して配置する。
【００１９】
さらに、入力コンデンサＣ１はバッテリー＋端子とバッテリー−端子とに電気的に接続し、バッテリー＋端子にコイルＬ１の一方の端子を電気的に接続すると共に、コイルＬ１の他方の端子に配線ラインＡを電気的に接続し、コイルＬ１と配線ラインＡとを介してバッテリー＋端子とフィルタＦ１の一部を構成すると共にスイッチング電源回路ＰＷａに配置されているコンデンサＣ２とを接続し、かつスイッチングトランジスタＱ１に接続し、スイッチング電源回路ＰＷａのグランドをコンデンサＣ１のグランド（バッテリー−端子）へ配線ラインＡに平行する配線ラインＢを介して接続する。
【００２０】
このように構成したスイッチング電源回路ＰＷａを、図１（ａ）に示すように、スイッチング電源回路ＰＷを配置した位置と同一の位置に配置し、配線ラインＡおよび配線ラインＢを平行にしてバッテリー端子の配置位置からスイッチング電源回路ＰＷａの配置位置までにわたって、受信ブロック１とＰＬＬ周波数シンセサイザ４との間を通して電気的に接続する。
【００２１】
このようにすることによって、コイルＬ１とスイッチングトランジスタＱ１までの距離は長くなって、その間でのスイッチングノイズや負荷変動がスプリアスとなってしまう可能性がある。
【００２２】
しかしながら、ＰＬＬ周波数シンセサイザ４のＶＣＯおよびＰＬＬ回路へのノイズの回り込みは少なく、スプリアスが抑制される。これは、配線ラインＡと配線ラインＢのループで発生する磁束変化による影響よりもコイルＬ１で発生する磁束変化による影響の方が大きいためである。このように、スイッチング電源回路ＰＷａをＶＣＯやＰＬＬ回路の近くに設けても、スプリアスを抑制することができる。特に除去の難しかった低周波の負荷変動に対して有効である。
【００２３】
負荷変動２．４ｋＨｚの場合におけるスイッチング電源回路ＰＷａでは、図５に対応して、スイッチング電源回路ＰＷａにおけるＶＣＯの出力波形を示せば図２に示す如くＶＣＯ回路のセンター周波数から２．４ｋＨｚ離れた周波数位置にレベル−７３．５２ｄＢのＢを付して示したスプリアスが生ずる。図２と図５とを比較すれば約２３ｄＢの改善がみられる。この場合の負荷変動波形は図６の場合と同じである。また、フィルタＦ１の一部を構成する入力コンデンサＣ１とコイルＬ１の位置をバッテリー端子側に移動させるのみであるため、バッテリー側へのスイッチングノイズを除去するという効果は維持できる。さらに、磁気シールドも簡略化することができて、軽量化および省スペース化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の一形態にかかるスイッチング電源回路を無線通信機に実装した場合の平面的配置を示す模式図である。
【図２】本発明の実施の一形態にかかるスイッチング電源回路を無線通信機に実装した場合におけるＶＣＯ回路の出力波形図である。
【図３】スイッチング電源回路の回路図である。
【図４】従来のスイッチング電源回路を無線通信機に実装した場合の平面的配置を示す模式図である。
【図５】スイッチング電源回路を無線通信機に実装した場合におけるＶＣＯの従来の出力波形図である。
【図６】スイッチング電源回路の負荷変動を示す波形図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  受信ブロック
２  送信ブロック
３  デジタルシグナルプロセッサ
４  ＰＬＬ周波数シンセサイザ
Ｃ１、Ｃ２およびＣ３  コンデンサ
Ｌ１およびＬ２  コイル
Ｑ１  スイッチングトランジスタ
ＩＣ１  ＤＣ／ＤＣ制御集積回路
Ｄ１  ダイオード
Ｆ１  フィルタ
Ｓ１  平滑回路
ＰＷおよびＰＷａ  スイッチング電源回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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